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基本信息

• 中文名稱：流化床包衣機(jī)

• 外文名稱：fluiding equipment

• 分類：機(jī)器

• 詞性：名詞

• 類型：工業(yè)

• 適用范圍一、流化床的種類 流化床設(shè)備（fluiding equipment）在制劑工業(yè)上作為干燥裝置已使用了多年，隨著流化床設(shè)備的改進(jìn)，流化設(shè)備越來(lái)越多地用于工業(yè)化制粒、制備微丸以及包衣、混合等操作，這些改進(jìn)使流化床設(shè)備適合多方面的用途，不僅降低了能耗并改進(jìn)了產(chǎn)品性能?，F(xiàn)將各類改進(jìn)型流化床介紹如下:

返混流流化床

返混流流化床運(yùn)用于物料在初始狀態(tài)不能流化，而在干燥器中放置短暫時(shí)間后，就可以流化（如顆粒去除表面液體后）的物料，物料在流化床中的狀態(tài)保持遠(yuǎn)低于流化點(diǎn)，使物料分布于床面以獲得適宜流化，并設(shè)計(jì)成使固體達(dá)到全部混合（返混流，圖15-14），物料通過(guò)流化床是均勻浸入流化層中的加熱表面，這樣可改進(jìn)熱效率和裝置性能，其流化床截面可采用長(zhǎng)方形或圓形。

活塞流流化床

該流化床適用于可直接流化物料，借助流化床中擋板設(shè)計(jì)，限制固相在水平方向混和，從而達(dá)到活塞流

（圖15-15），固相停留時(shí)間變得狹窄。當(dāng)固相通過(guò)床層時(shí)，揮發(fā)物含量和溫度變化均勻，并使固相與進(jìn)入氣體接近平衡點(diǎn)。按照床的形狀和尺寸?；钊骺捎刹煌绞叫纬?，在長(zhǎng)方形截面床中，擋板常排成使固相在兩側(cè)面間來(lái)回流動(dòng);在圓形截面床內(nèi)，擋板是螺旋型;在深床層的較小圓形截面床層中，擋板呈輻射狀。

振動(dòng)流化床

該設(shè)計(jì)商品名為Vibro-Fluidizer，基本上屬于活塞流型（圖15-16），它專用于粒度分布寬，流化困難，粒子形狀極度不規(guī)則或需較低流化速度，以防磨損的產(chǎn)品。該裝置在低于200mm高的淺床層中操作，與無(wú)振動(dòng)床層（床層高度可以是1500mm）相比，每單位床層面積產(chǎn)品的停留時(shí)間短，具有抗壓力震動(dòng)特征，需要潔凈操作環(huán)境。

接觸式流化床

該流化床是一臺(tái)長(zhǎng)方形截面的流化干燥器（圖15-17），它結(jié)合返混和活塞流技術(shù)，其中旋轉(zhuǎn)式分布器使?jié)裎锪暇鶆蚍植加诜祷於沃校b有浸沒(méi)于流化層中的接觸式加熱表面，以提供大部分能量，因此，它能使溫度下降，氣量減少，特別適合熱敏性產(chǎn)品的干燥，緊接的活塞流段可用于最終干燥和冷卻。接觸式流化床與無(wú)傳熱面流化床，二級(jí)閃蒸 - 流化床干燥器或旋轉(zhuǎn)式干燥器相比，具有設(shè)計(jì)緊湊、熱效率高、低氣體通量等特點(diǎn)。

多層流化床

該種流化床包含2個(gè)或2個(gè)以上疊放的流化床（圖15一18），上層（返混式活塞流）用作預(yù)干燥器、下層（活塞流）是最終干燥器，干燥氣體與固體物料逆流通過(guò)，離開(kāi)下層的氣體（有一定的溫度）將熱傳遞給上層，且每層皆設(shè)有浸沒(méi)加熱面，這種設(shè)計(jì)產(chǎn)生低的氣體通量和較高熱效率。

流化床作為干燥物料的主要裝置分開(kāi)啟式和封閉循環(huán)式，見(jiàn)圖15-19。

二、流化床霧化操作系統(tǒng)及包衣方式 較早開(kāi)發(fā)的流化床僅僅用于濕物料的干燥和混合，無(wú)噴霧裝置，隨著噴霧干燥技術(shù)和新制劑及新劑型的不斷發(fā)展，在流化床內(nèi)設(shè)置噴霧構(gòu)件后，使制粒、制微丸、包衣工序和干燥工序在流化床中一次完成，圖15-20為典型的流化床噴霧制粒、丸裝置。

噴霧方法

在流化床制?；蛑莆⑼杓鞍逻^(guò)程中，應(yīng)根據(jù)物料的性能和計(jì)劃中產(chǎn)品質(zhì)量來(lái)選擇噴霧方法。目前流化床噴霧方法有三種，即頂端式噴霧、切線式噴霧和底端式噴霧，見(jiàn)圖15-21。

（1）頂端式噴霧 大多數(shù)在流化中凝聚的產(chǎn)品都用本法，生產(chǎn)的顆粒以多孔性表面和間隙性空洞為其特點(diǎn)，堆密度較小，是增加難溶性藥物溶出度的有效方法，因?yàn)轭w?；蛭⑼枰孜找后w，崩解較快，如中藥浸出液的干燥和制粒。

（2）切線式噴霧 它利用轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，獲得高強(qiáng)度的混合作用，與流化床的干燥效率相結(jié)合，從而生產(chǎn)出堆密度較高，但仍有少量間隙和空洞的產(chǎn)品，顆粒硬度較大，不易破碎，且接近球形，是制備微丸的常用方法。

（3）底端式噴霧 是把噴嘴設(shè)置在氣流分布板中心處的導(dǎo)流筒內(nèi)，流化顆粒、微丸或片劑在導(dǎo)流筒內(nèi)接受粘合劑或包衣溶液。是目前常用的微丸包衣方式，優(yōu)點(diǎn)包衣效率高，微丸不易粘連。信宜特已研發(fā)出導(dǎo)流筒內(nèi)外風(fēng)量可在線調(diào)節(jié)，噴霧裝置可在線清理的改進(jìn)流化床，大大提高流化床微丸包衣的可控性。

以上三種噴霧方法均可供流化床進(jìn)行顆粒、微丸制備及其包衣，然而片劑包衣僅限于底噴式。流化床制粒包衣工藝過(guò)程的核心是液體的噴霧系統(tǒng)，在幾乎所有流化床設(shè)備中，噴嘴的作用是雙重的，即制粒和包衣。液體在低壓下通過(guò)一個(gè)孔口噴出并由氣流將之霧化，這種噴嘴能產(chǎn)生較小的液滴，對(duì)于顆粒或微丸的包衣來(lái)說(shuō)，是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，但隨之帶來(lái)的是蒸發(fā)面增加，小液滴在向前運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中迅速轉(zhuǎn)變成固態(tài)濃縮物，其粘滯度也隨之增大，如果噴霧速度、溶液濃度和流化溫度配合不當(dāng)，則有些小液滴在與顆?；蛭⑼璞砻娼佑|時(shí)，不能均勻地鋪展，形成不太完整的薄膜或使顆粒、微丸成形不均勻，甚至形成粘合劑或包衣材料自身干燥成顆?；蛭⑼?，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定或不合格。如果霧化溶液的溶劑蒸發(fā)熱低，這個(gè)問(wèn)題就會(huì)變得更為嚴(yán)重。一些噴霧常用溶劑及其蒸發(fā)熱見(jiàn)表15-2。

表15-2常見(jiàn)溶劑的蒸發(fā)熱

在頂端式噴霧制粒和包衣中，顆粒、微丸的流動(dòng)最為雜亂無(wú)章，且粘合劑或包衣液噴灑方向?qū)χ舭l(fā)介質(zhì)，液滴的自身干燥也最為嚴(yán)重，損耗亦大，制粒及包衣效果較差，產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定，盡管如此，相當(dāng)數(shù)量的制粒、制丸和包衣過(guò)程仍然以頂端噴霧方式進(jìn)行，這是由于其具備二大優(yōu)點(diǎn)，其一是生產(chǎn)規(guī)模遠(yuǎn)大于其它方法，其二是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，操作方便。一個(gè)生產(chǎn)規(guī)模的頂噴制粒、包衣設(shè)備，只需一個(gè)噴嘴和一個(gè)泵，與之相比，其余的兩種噴霧方式一般都采用多個(gè)噴嘴和泵。這樣在生產(chǎn)操作時(shí)前者需要考慮的變量參數(shù)就少得多，清洗周期亦短。

（二）主要工藝參數(shù) 在流化床制?；蛑仆柽^(guò)程中，顆?；蛭⑼璧纳L(zhǎng)可分為三個(gè)階段:成核、層積和成粒（丸），若工藝參數(shù)不合理時(shí)，顆粒或微丸可能合并成大的凝聚體，這是在制粒、丸過(guò)程中應(yīng)避免的，有效的避免途徑是主要工藝參數(shù)的優(yōu)化和確定。

（1）干燥速率 是影響顆粒性狀的重要因素之一，進(jìn)口氣流溫度高，干燥速度快，就能夠使用較快的噴霧速率，并能減輕因環(huán)境空氣濕度的變化導(dǎo)致的干燥能力的變化。但在引入高溫氣流時(shí)，噴霧液中直接蒸發(fā)的溶劑增加，潤(rùn)濕及滲透粉末的粘合劑溶液相對(duì)減少，成品密度下降，易脆碎，粒度變小，反之，溫度過(guò)低時(shí)，粘合劑溶液蒸發(fā)過(guò)慢，很快就達(dá)到或超過(guò)臨界含液量控制點(diǎn)，破壞流化狀態(tài)，形成較大的凝聚體，導(dǎo)致產(chǎn)品返工。

（2）靜床深度（h） 是指物料裝入床內(nèi)后占有的高度，它的大小取決于機(jī)械設(shè)計(jì)的生產(chǎn)量。一般情況下，≥150mm，因?yàn)檫^(guò)小就難以取得適當(dāng)?shù)牧骰癄顟B(tài)，或者氣流直接穿透物料層，不能形成流化狀態(tài)。在確認(rèn)靜床深度時(shí)，必須考慮到物料的性狀，如密度、粉末的粗細(xì)、親水性和親脂性等影響因素。

（3）氣流速度 一般情況下，氣流速度是根據(jù)靜床深度和物料性質(zhì)確定，適宜的氣流速度有利于建立起良好的流化狀態(tài)。

（4）噴液速率 是根據(jù)物料裝量和性狀，以及引入氣流的溫度來(lái)選擇的，使之讓物料接近臨界含液量，保持良好的濕潤(rùn)狀態(tài)。這又取決于噴霧因素、干燥因素和流化因素之間在整個(gè)制粒、丸過(guò)程中的良好動(dòng)態(tài)平衡。

在流化床包衣過(guò)程中，噴液速率造成的影響要比制粒、丸過(guò)程更為復(fù)雜。在制粒、丸過(guò)程中，噴液速率一般只受干燥能力的限制，而在包衣過(guò)程中，噴液速率不僅受到干燥能力的限制，且更可能受到所噴液體的性質(zhì)和施行包衣所用時(shí)間的影響。在包衣過(guò)程，要求引入氣流有較高的溫度以滿足水分或溶劑蒸發(fā)的需要，小液滴向前運(yùn)動(dòng)一段盡可能短的路程就能接觸到顆粒、丸，只有在上述條件下，制得的包衣產(chǎn)品才能保持釋藥速率的重現(xiàn)性。另外。顆粒、丸必須迅速地通過(guò)包衣區(qū)，否則就會(huì)發(fā)生局部過(guò)度潤(rùn)濕而粘連成聚集體，因此，如果采用頂端噴霧則有一定的不足，因?yàn)橐旱芜\(yùn)程太長(zhǎng)?？蛇x用其它二種噴霧裝置，且以多噴嘴為好，因?yàn)橐旱畏稚⒍缺葐螄娮齑?，造成局部過(guò)度潤(rùn)濕的情況也較少發(fā)生。